Elektřina VY_32_INOVACE_05-29 Ročník: VIII. r. Vzdělávací oblast:

Prezentace na téma: "Elektřina VY_32_INOVACE_05-29 Ročník: VIII. r. Vzdělávací oblast:"— Transkript prezentace:

1 Elektřina VY_32_INOVACE_05-29 Ročník: VIII. r. Vzdělávací oblast:
Člověk a příroda Vzdělávací obor: Fyzika Tematický okruh: Elektřina Téma: Elektrická energie Jméno autora: Jaroslava Vondráčková  Vytvořeno dne: Metodický popis, (anotace):  Materiál seznamuje s elektrickou energií, jejími charakterizujícími veličinami a úlohami na procvičení VY_32_INOVACE_05-29

2 Elektrická energie

3 Proč se vodič elektrickým proudem zahřívá?
Elektrická energie Proč se vodič elektrickým proudem zahřívá? Elektron, který se pohybuje v krystalu kovu, každou chvíli narazí na některý z iontů, které tvoří krystalovou mřížku. Při nárazu odevzdá iontu trochu své energie: elektron se trochu zabrzdí a iont naopak urychlí, tak ionty kmitají stále rychleji – teplota kovu roste. Zbrzděný elektron se dál může pohybovat jen proto, že na ně neustále působí elektrická síla a po každém nárazu je zase urychlí. Jinak by se hned zastavily. Otázka: Kde se bere ve vodiči elektrická síla?

4 Proč elektrický proud koná práci?
Baterie vykonala práci a dopravila elektrony k zápornému pólu. Elektrony tam mají polohovou energii. Mohou konat práci: když proudí od záporného pólu ke kladnému, mohou roztočit třeba motorek. Nebo se jejich polohová energie může přeměnit v tepelnou – vodič se trochu zahřeje.

5 Výkon a příkon Příkon P´ říká, kolik elektrické energie spotřebič spotřebuje za sekundu. Výkon P říká kolik užitečné práce spotřebič vykoná za sekundu. Rozdíl „výkon – příkon“ jsou ztráty. Ty se obyčejně projeví tak, že vznikne teplo. Podíl výkon : příkon se nazývá účinnost Ƞ (éta) Ƞ = 𝑷´ 𝑷

6 Příklad Řekněme, že v této žárovce je celkový výkon elektrického proudu 40 W. Z toho se ale jen 1 W využije užitečně – na výrobu světla. Zbytek je neužitečné teplo. Řekneme tedy, že žárovka má příkon 40 W, a ne výkon 40 W. Na většině spotřebičů bývá uvedeno, jaký mají příkon a k jakému napětí mají být připojeny.

7 Jak závisí výkon na napětí a proudu
Když je proud stejný, platí: kolikrát zvětšíme napětí, tolikrát se zvětší výkon. Při stejném napětí platí: kolikrát zvětšíme proud, tolikrát se zvětší výkon. Když spotřebičem prochází proud 1 A při napětí 1 V, je jeho výkon 1 W. Výkon elektrického proudu vypočítáme: výkon = napětí proud ∙ P = U I ∙ ∙

8 Jak měříme elektrickou energii I
Za elektřinu, která je přivedena k našim příbytkům, se platí. Záleží na tom, kolik práce vykonaly elektrické síly v naší domácnosti. Nejen užitečnou práci – musíme zaplatit i ztráty. Proto se vyplatí, aby každý používal spotřebiče s co nejmenšími ztrátami (například místo žárovek užívat zářivky nebo úsporné žárovky).

9 Jak měříme elektrickou energii II
Elektrickou energii obvykle neměříme v joulech, ale v kilowatthodinách. 1 kWh = J práce v kWh = výkon v kW čas v hod. W = P t Spotřebovanou elektrickou energii měří elektroměr. Příklad: Elektroměr je připojen k napětí 230 V a když jím prochází proud 1 A, otočí se jeho kotouč 115krát za hodinu. Při průchodu proudu 2A se kotouč otáčí dvakrát rychleji, tedy 230krát. ∙ ∙

10 Úloha na procvičení - zadání
Elektrický jeřáb zvedl za 2 s břemeno o hmotnosti kg o 1 m. Jaký byl jeho výkon? Jeho elektromotorem procházel při tom proud 25 A při napětí 400 V. Jaký byl jeho příkon? Jaká byla účinnost? Kolik se během těchto dvou sekund vyrobilo v jeřábu tepla? Kde?

11 Úloha na procvičení – zápis, výpočet
t = 2 sekundy, m = kg F = N, s = 1 m, P = ? P = 𝐅 𝐬 𝐭 P = N 1 m 2 s = N 2 s = W Výkon jeřábu je W. I = 25 A, U = 400 V, P´= ? P´= I U P´= 25 V 400 V = W Příkon elektromotoru je W = 10 kW. P = W, P´= W, Ƞ = ? Ƞ = P P´ Ƞ = W W = 0, Ƞ = 0, = 75 % Účinnost elektromotoru je 75 %. ∙ ∙ ∙ ∙ ∙

12 Úloha Odpor žárovky při příkonu 40 W je 10 Ω.
K jakému zdroji napětí je připojena? Jaký proud jí prochází? P´= 40 W R = 10 Ω U = ? I = ? Řešení je trochu složitější. Musíme použít dva vzorce. P´= U I U = I R P´= I R I = 𝐈 𝟐 R 40 W = I Ω I 2 = 40 W 10Ω = 4 A I = √4 = 2 A P´= U I 40 W = U 2A U = 40 W 2 A = 20 V Má tato úloha ještě nějaké jiné řešení? ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙

13 Použitá literatura MACHÁČEK, Martin. Fyzika 8 pro základní školy a víceletá gymnázia. Dotisk 2. vydání. Praha: Prometheus, ISBN Fotografie z výše uvedené učebnice. Použité obrázky: [online]. c2011 [cit ]. BOHUNĚK, Jiří. Sbírka úloh z fyziky pro žáky základních škol 3. díl. 1. vydání. Praha: Prometheus, ISBN